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Elaboré par: Demandé par: BEN HACENE Ilyes GRAINE Ikram Nour Elhouda Mme : kach

Elaboré par: Demandé par: BEN HACENE Ilyes GRAINE Ikram Nour Elhouda Mme : kachkar Année Universtaire 2018/2019 Qu’est-ce qu’un béton à hautes performances:  Les BHP sont des bétons dits de hautes performances car ils possèdent de meilleures caractéristiques que les bétons normaux tels que:  Une meilleure résistance à la compression qui peut atteindre 50 Mpa à 28 jours, ce qui permet une réduction des quantités de béton nécessaires Une grande fluidité (due aux super plastifiants) ce qui permet une meilleure mise en œuvre, un meilleur pompage et ne nécessite pas de vibrer le béton pour obtenir une surface lisse. un rapport E/L < 0.4 Ils sont également plus durables , plus étanche grâce à une porosité très faible , ils ont d’abord été utilisés pour leur haute résistance. Cette caractéristique facilement mesurable a fait des progrès spectaculaires à partir des années 80. Elle est passée de 30 à 35 MPA, à plus de 100 MPA pour les Bétons à Très Hautes Performances, voire plus de 200 MPA pour les Bétons Fibrés à Ultra Hautes Performances (BFUP). 2 Les différentes caractéristiques des BHP : Les bétons à Hautes Performances ont les caractéristiques suivantes: Microstructure très dense D’une forte réduction de leur porosité D’un réseau capillaire non connecté Des matériaux à très haute compacité Plus résistants aux agents agressifs Présentent une durabilité accrue Ils permettent de réaliser des ouvrages soumis à des contraintes élevées ou subissant un environnement sévère (climat rigoureux, agressions marines, effets du gel…). 3 Différence entre un béton à haute performance et un béton ordinaire: • Mêmes matériaux pour les 2 bétons (ciment, sable, gros granulat, eau et adjuvants) • Différences: • Proportions des matériaux • En particulier le dosage en eau et du SP Béton ordinaire E/L = 0,50 à 0,70 BHP E/L = 0,25 à 0,35 (0,40) 4 Vue Microscopique Béton courant Béton à hautes performances 5 Les Principes de formulation des BHP: Pour obtenir un Béton à Haute Performance on doit assurer une réduction de sa porosité, en essayant à minimiser les pourcentages des vides. On cherchera donc, pour formuler un BHP, à: diminuer la porosité de la matrice cimentaire et à optimiser le squelette granulaire. La limitation de la porosité implique essentiellement deux conditions : une très faible teneur en eau une granulométrie comportant des éléments fins en quantité suffisante pour remplir les espaces entre les plus gros granulats. 6 Défloculation des grains de ciment L’emploi des super plastifiants permet une réduction de la teneur en eau du mélange à consistance égale. Les rapports E/L sont de l’ordre de 0,35 au lieu de 0,45 à 0,50 pour un béton usuel (soit une réduction de la teneur en eau de plus de 30 %). Les super plastifiants s’opposent à la floculation des grains de ciment, ce qui augmente leur réactivité, facteur en particulier de performances à court terme. 7 Optimisation du squelette granulaire Les performances des BHP peuvent encore être optimisées par l’extension du spectre granulaire grâce, en particulier à l’ajout de particules ultrafines. Les ultrafines les plus utilisées sont les fumées de silice. Elle ont une action sur la granulométrie du mélange, en comblant les micros vides inter- granulaires, mais présentent également une réactivité avec la chaux libre, liée à leur caractère pouzzolanique. On adaptera également chaque classe granulaire afin d’obtenir un mélange à très haute compacité (les éléments fins remplissant les espaces entre les plus gros granulats). 8 exemples de formulation pour 1m3 de BHP 9 Les Constituants des BHP: o Les constituants du BHP font l’objet des principales spécifications suivantes : Ciments : types CEM I, CEM II ou CEM III, classes de résistance conseillées 42,5 ou 52,5 conformes à la norme NF EN 197-1 ; Granulats : conformes à la norme NF EN 12620 : granulats pour bétons. Additions : cendres volantes silico-alumineuses, laitiers de haut-fourneau, additions calcaires, additions siliceuses, ultrafines (fumées de silice) conformes à leurs normes respectives. Adjuvants : plastifiants réducteur d’eau et super plastifiants haut réducteur d’eau conformes à la norme NF EN 934-2. 10 Les propriétés des Bétons à Hautes Performances Béton frais : Par rapport aux bétons traditionnels, leur maniabilité est considérablement accrue. Béton durcit : Les caractéristiques mécaniques Module d’élasticité Le retrait Fluage Imperméabilité Résistance aux agents agressifs Durabilité Résistance au feu Tenue au gel Adhérence acier-béton Carbonatation Migration des ions chlorure 11 Les Essais de Contrôle des BHP Les BHP sont soumis aux mêmes types d’essais que les bétons traditionnels dans le cadre de leur conformité à la norme NF EN 206-1, par exemple : Consistance mesurée au cône d’Abrams Résistance à la compression: Divers essais complémentaires permettent de mesurer les propriétés des BHP aussi bien au stade de mise au point de la formulation, que lors des convenances, ou des contrôles sur chantier. Etalement à la table à secousse Rhéomètre : Cet essai permet de mesurer, lors de la formulation, le seuil de cisaillement et la viscosité plastique des BHP. Méthode des coulis de l’AFREM: Cette méthode permet, en particulier, de comparer l’efficacité des adjuvants. 12 Méthode du Mortier de Béton Equivalent (MBE): Elle permet, par exemple, d’étudier l’influence de la qualité du sable sur la rhéologie ou d’estimer les dégagements de chaleur. Par ailleurs, des essais spécifiques ont été développés pour mesurer des paramètres associés à la durabilité des BHP tels que : la pénétration des chlorures la mesure de l’absorption d’eau par capillarité la microstructure des bétons la perméabilité au gaz du béton durci la porosité accessible à l’eau la mesure de l’épaisseur de béton carbonaté 13 Les performances mécaniques Les BHP offrent des performances mécaniques élevées à long terme. Ces performances, qui découlent en particulier de sa faible porosité peu connectée, se traduisent par : oune meilleure adhérence acier/béton o un fluage inférieur à celui des bétons ordinaires oune augmentation du module d’élasticité oune diminution des sections de béton oune résistance importante aux agents agressifs oun faible risque de corrosion des armatures oune forte résistance aux cycles de gel/dégel oune faible perméabilité. Ces gains de performance se traduisent par un coût d'entretien réduit pendant la durée d’utilisation de l’ouvrage. 14 Les avantages de l’utilisation des Bétons à Hautes Performances 15 Comparaison entre béton ordinaire et BHP Classe Résistance à la compression à 28 jours (en MPa) Béton ordinaire 16 à 40 Béton à hautes performances 45 à 60 Béton à trés hautes performances 65 à 100 Béton à ultra hautes performances > 150 (EIFFAGE avec le BSI peut atteindre 195 MPA) et BOUYGUES 250 Mpa 16 Principaux domaines d’applications et principales : Ponts routiers. Tunnels et Travaux Souterrains. Préfabrication. Ouvrage en site maritime. 17 Exemples des structures construites en BHP: La Tour EDF Construite en 2001 pour le compte de la société Électricité de France elle mesure 165 m de haut, ce qui en fait l'une des tours les plus hautes de La Défense. Le plan de la tour est lenticulaire ; dans sa longueur maximale, la tour mesure plus de 70 m de long tandis que sa largeur maximale n'excède pas 32 m. La tour EDF, à La Défense, présente une hauteur de 165 mètres. L’utilisation d’un BHP de type B80 pour les piliers de façade a permis de limiter le diamètre des poteaux les plus chargés à 1,30 m 18 Exemples des structures construites en BHP: Le Pont de Normandie La structure qui, est en béton, est d'une longueur totale de 2,141,25 mètres elle comporte une travée haubanée de 856 m de portée, les 624 m du centre étant en métal. Les pylônes en béton de cette travée atteignent une hauteur de 214,75 m. Les voussoirs des rampes d’accès ont été fabriqués avec du BHP de résistance 60 Mpa 19 Conclusion On peut fabriquer des BHP en utilisant seulement du ciment portland. Cependant, l’addition d’un ou plusieurs ajouts cimentaires lorsqu’ils sont disponibles à des prix compétitifs peut être avantageuse, non seulement du point de Vue économique, mais aussi du point de vue rhéologique et surtout du point de vue résistance La fumée de silice est le matériau le plus souvent utilisé pour formuler Les BHP, mais il y à aussi d’autres ajouts cimentaire qui présentes des propriétés pouzzolanique semblable à celle des fumées de silice tel que les fillers de laitier de haut fourneaux. Leurs dimension, plus faibles que les grains de ciment, contribuent à une baisse de porosité à l’interface pâte granulat restituant ainsi une meilleure cohésion d’ensemble à maturité et par la suite le développement de la résistance. Les granulats connus pour les bétons ordinaires conviennent également pour un béton à hautes performances. Si une résistance supérieure est souhaitée, la résistance mécanique du granulat est d’autant plus importante. C’est ainsi que des résistances supérieures à 100 MPa peuvent difficilement être obtenues avec du calcaire. La forme joue également un rôle : les granulats concassés permettent d’obtenir un gain de résistance supérieur à 10 MPa. En outre,le diamètre maximal du grain ne peut pas être trop grand. Le béton à hautes performances se caractérise par une meilleure adhérence entre les granulats et la matrice de ciment. uploads/Ingenierie_Lourd/ expose-bhb.pdf